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Disipadores Viscosos de Fluido — Método de Energía

ASCE 7-22 Cap. 18 · FEMA 274 · Constantinou & Symans 1992 — App 60 · v1.0

Modo Referencia activo — cada bloque indica código · ecuación · fundamento

01Datos de entrada

Sistema estructural (modal SDOF)

Masa modal M (ton = kN·s²/m) Rigidez lateral K (kN/m) Amortiguamiento inherente β₀ (%) Desplazamiento espectral objetivo S_d(5%) (m)

Configuración geométrica

Montaje Ángulo θ diagonal (°) Factor de amplificación f (toggle/manual)

f = u_disipador / u_entrepiso. Diagonal reduce el recorrido; toggle lo amplifica (f > 1).

Disipadores viscosos

F = C·|v|^α·sgn(v). α=1 lineal; α<1 no lineal (limita fuerza a alta velocidad).

#	C (kN·(s/m)^α)	α

V60-01 · Fuerza del amortiguador F = C·|v|^α·sgn(v) Amortiguador viscoso de fluido. α=1 (lineal, Newtoniano) o 0,3 ≤ α < 1 (no lineal). No aporta rigidez elástica. Módulo 03, Retamales (2025); Constantinou & Symans (1992).

V60-02 · Energía disipada por ciclo W_D = λ(α)·C·ω^α·u₀^1+α · λ(α) = 2^2+α·Γ(1+α/2)²/Γ(2+α) Para respuesta armónica u = u₀·sen(ωt). Con α=1: λ=π y W_D=π·C·ω·u₀² (lineal exacto). FEMA 274 Ec. 9-x; Constantinou et al. (1998).

V60-03 · Amortiguamiento viscoso efectivo β_eff = Σ W_Dj / (4π·W_S) · W_S = ½·K·u₀² Método de energía (ASCE 7-22 §18.7). W_S es la energía de deformación elástica del modo. β_total = β₀ + β_eff.

V60-04 · Factor de reducción B S_d(β) = S_d(5%) / B(β_total) B interpolado de Tabla 18.7-1 (ASCE 7-22). Como u₀ depende de β y β depende de u₀, se resuelve por iteración de punto fijo.

02Resultados

03Curva histerética F–u del disipador

V60-05 · Ciclo de histéresis u(t) = u_D·sen(ωt) · F(t) = C·|u̇|^α·sgn(u̇) · u_D = f·u₀ El área encerrada por el lazo es exactamente W_D. Para α=1 el lazo es elíptico; para α<1 se aplana (más rectangular, mayor energía por unidad de fuerza pico).

04Detalle por disipador

#	C	α	u_D (m)	v_D (m/s)	W_D (kN·m)	F_máx (kN)

05Referencias

ASCE/SEI 7-22. Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures, Cap. 18 — Seismic Response Modification.
FEMA 274 (1997). Commentary on the NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Cap. 9 — energía y λ(α).
Constantinou, M.C. & Symans, M.D. (1992). Experimental and Analytical Investigation of Seismic Response of Structures with Supplemental Fluid Viscous Dampers. NCEER-92-0032.
Constantinou, M.C., Soong, T.T. & Dargush, G.F. (1998). Passive Energy Dissipation Systems for Structural Design and Retrofit. MCEER.
Retamales, R. (2025). Curso AICE — Análisis, Diseño y Evaluación de Desempeño Sísmico de Estructuras con Disipadores de Energía, Módulo 03.
NCh3411:2017 — Diseño sísmico de edificios con sistemas pasivos de disipación de energía.

Descargo de responsabilidad. Esta herramienta es de carácter referencial y educativo. Utiliza una idealización modal SDOF con linealización equivalente por el método de energía; no sustituye un análisis no lineal tiempo-historia (NLTHA) exigido por NCh3411/ASCE 7-22 para el diseño final, ni el juicio de un ingeniero competente. El autor no asume responsabilidad por el uso de los resultados aquí obtenidos.